CN221177272U - 一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体公开了一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，包括：正控开关管；开关电路，所述开关电路的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述开关电路的控制端用于连接外部驱动信号；充电器，所述充电器的正极用于连接所述开关电路的第二端和所述正控开关管的第一端，所述充电器的负极接地；多串锂电池，所述多串锂电池的正极用于连接所述正控开关管的第二端，所述多串锂电池的负极接地；第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端；本实用新型能够快速关断正控开关管，具有自耗电小和实用性强的优点。

Description

一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路。

背景技术

随着新能源行业的飞速发展，锂电池组从最开始的几AH，到现在的几百AH,输出的功率随着新能源的兴起越做越大，负载需要的电流也是由几A到现在的几百A,充电电流也是一样的由原来的几A到现在的几十A。

随着电流的越来越大，所需要的功率器件MOSFET数量也越来越多，因此，MOS管数量多的情况下就要考虑到驱动的关断速度，因为关断不及时的话就会由于不同MOS管的差异性导致烧坏MOS管。

现有的充电控制电路有负极控制方式和正极控制方式，正极控制方式利用的是PMOS管来控制开关充电，由于充电电流一般小于5A，因此只需设置一个PMOS管，无需增设加速关断电路，如图1所示，由C02提供驱动信号，同时也由CO2直接切断驱动信号。当CO2是低电平时，PMOS管M1导通，充电器对电池进行充电，当CO2切断VGS时，会通过R120把电压拉高，使M1切断，此时，充电器无法对电池进行充电。由于PMOS管GS端的结电容的原因，导致关断时要通过R126的2M电阻来释放结电容的电PMOS管才能完全关断，且这个时间是大于100MS的,该时间长对于充电电流小、仅用一个PMOS管的没有问题，但如果电流达到10A至20A，就要用到多个PMOS管，且关断速度要加快，此时虽然可以把图1中的R126的电阻值改小来达到快速释放的目的，但是改小了R126的阻值会导致保护板正常工作时自耗偏大，会消耗锂电池的电量直到深度欠压，不符合低自耗的保护板的设计理念。

实用新型内容

针对上述存在的关断速度不及时、自耗电大的问题，本实用新型提供了一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，能够快速关断正控开关管，具有自耗电小和实用性强的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的具体方案如下：

一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，包括：

正控开关管；

开关电路，所述开关电路的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述开关电路的控制端用于连接外部驱动信号；

充电器，所述充电器的正极用于连接所述开关电路的第二端和所述正控开关管的第一端，所述充电器的负极接地；

多串锂电池，所述多串锂电池的正极用于连接所述正控开关管的第二端，所述多串锂电池的负极接地；

第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端。

在一些实施方式中，所述正控开关管为P型MOS管，P型MOS管具有阈值电压较低、易于控制、低功耗和开关速度快等优点，适用于高频电路，能够实现对负载电流的精确控制，有利于提高电路的稳定性和可靠性。

在一些实施方式中，还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端用于连接所述正控开关管的第一端，所述第二电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端，实现对负载电流的控制，当栅极电压低于阈值电压时，正控开关管处于关断状态，负载电流为零；当栅极电压高于阈值电压时，正控开关管处于导通状态，负载电流受到电阻限制。

在一些实施方式中，还包括第一稳压管，所述第一稳压管与所述第二电阻并联连接，第一稳压管能够起到稳压作用，使第一稳压管两端的电压大小基本保持不变。

在一些实施方式中，所述开关电路包括第一电子开关管和第二电子开关管，所述第一电子开关管的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第一电子开关管的第二端接地，所述第一电子开关管的控制端连接外部驱动信号，所述第二电子开关管的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述第二电子开关管的第二端用于连接所述正控开关管的第一端，实现快速关断正控开关管和自耗电小的效果。

在一些实施方式中，所述第一电子开关管和所述第二电子开关管均为三极管，利用三极管的导通和截止来实现电路的通断功能，以及实现快速关断正控开关管的效果。

在一些实施方式中，所述开关电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第三电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的第一端，提高电路的稳定性。

在一些实施方式中，所述开关电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端用于连接所述第一电子开关管的第二端，所述第四电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的控制端，确保在没有输入电压时，第一电子开关管的可靠截止。

在一些实施方式中，所述开关电路还包括第五电阻，所述第五电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的第二端，所述第五电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的控制端，提高电路的稳定性。

在一些实施方式中，所述开关电路还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第六电阻的第二端用于连接所述第二电子开关管的第二端，确保在没有输入电压时，第一电子开关管的可靠截止。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，在保护板发生异常时，充电器的正极电压会通过开关电路使正控开关管截止断开不充电，同时正控开关管的结电容可以通过开关电路来释放，解决了关断速度慢的问题，实现快速关断正控开关管，具有自耗电小和实用性强的优点。

附图说明

图1为背景技术中的关断电路示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的关断电路示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的关断电路原理图；

图4为本实用新型实施例中提供的开关电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的较佳实施例进行详细阐述，以使本申请的优点和特征更易被本领域技术人员理解，从而对本申请的保护范围作出更为清楚的界定。

请参照图式，其中相同的组件符号代表相同的组件，本申请的原理是以实施在一适当的运算环境中来举例说明。以下的说明是基于所例示的本申请具体实施例，其不应被视为限制本申请未在此详述的其它具体实施例。

例如，一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，包括正控开关管；开关电路，所述开关电路的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述开关电路的控制端用于连接外部驱动信号；充电器，所述充电器的正极用于连接所述开关电路的第二端和所述正控开关管的第一端，所述充电器的负极接地；多串锂电池，所述多串锂电池的正极用于连接所述正控开关管的第二端，所述多串锂电池的负极接地；第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端。

本实施例提供的一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，在保护板发生异常时，充电器的正极电压会通过开关电路使正控开关管截止断开不充电，同时正控开关管的结电容可以通过开关电路来释放，解决了关断速度慢的问题，实现快速关断正控开关管，具有自耗电小和实用性强的优点。

实施例一：

如图2所示，一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，包括正控开关管M1、开关电路、充电器、多串锂电池和第一电阻R125，开关电路的第一端用于连接正控开关管M1的控制端，开关电路的控制端用于连接外部驱动信号CO2；充电器的正极用于连接开关电路的第二端和正控开关管M1的第一端，充电器的负极接地；多串锂电池的正极用于连接正控开关管M1的第二端，多串锂电池的负极接地；第一电阻R125的第一端接地，第一电阻R125的第二端用于连接正控开关管M1的控制端。

本示例中提供的一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，在保护板正常工作时，充电器可以正常充电的电路工作原理为，当外部驱动信号CO2为低电平时，开关电路处于断开状态，正控开关管M1的控制端会通过第一电阻R125拉低，使得正控开关管M1导通，充电器可以正常给多串锂电池充电；当保护板发生异常，触发充电保护切断充电，快速关断的电路工作原理为，当触发保护时，外部驱动信号CO2切断，充电器的正极电压使开关电路导通，进而使正控开关管M1截止断开不充电，同时正控开关管M1的结电容可以快速通过开关电路来释放，有效解决关断速度慢的问题，且自耗电也符合保护板自耗小的设计理念。

实施例二：

在该示例中，参考图2，正控开关管为P型MOS管，P型MOS管具有阈值电压较低、易于控制、低功耗和开关速度快等优点，适用于高频电路，能够实现对负载电流的精确控制，有利于提高电路的稳定性和可靠性。

当正控开关管M1为P型MOS管时，在保护板正常工作状态下，外部驱动信号CO2为低电平，开关电路处于断开状态，正控开关管M1的栅极会通过第一电阻R125拉低，使得正控开关管M1导通，充电器可以正常给多串锂电池充电；当保护板发生异常，外部驱动信号CO2切断，充电器的正极电压使开关电路导通，进而使正控开关管M1截止断开不充电，同时正控开关管M1的栅极和源极的结电容可以快速通过开关电路来释放，有效解决关断速度慢的问题，且自耗电也符合保护板自耗小的设计理念。

在一些示例中，该多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路还包括第二电阻R126，第二电阻R126的第一端用于连接正控开关管M1的第一端，第二电阻R126的第二端用于连接正控开关管M1的控制端，实现对负载电流的控制，当正控开关管M1的栅极电压低于阈值电压时，正控开关管M1处于关断状态，负载电流为零；当正控开关管M1的栅极电压高于阈值电压时，正控开关管处于导通状态，负载电流受到电阻限制。

在一些示例中，该多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路还包括第一稳压管ZD20，第一稳压管ZD20与第二电阻R126并联连接，第一稳压管ZD20能够起到稳压作用，使第一稳压管ZD20两端的电压大小基本保持不变。

实施例三：

在该示例中，参考图3和图4，开关电路包括第一电子开关管QY4和第二电子开关管QY3，第一电子开关管QY4的第一端用于连接第二电子开关管QY3的控制端，第一电子开关管QY4的第二端接地，第一电子开关管QY4的控制端连接外部驱动信号CO2，第二电子开关管QY3的第一端用于连接正控开关管M1的控制端，第二电子开关管QY3的第二端用于连接正控开关管M1的第一端，实现快速关断正控开关管M1和自耗电小的效果。

其中，第一电子开关管QY4和所述第二电子开关管均为三极管QY3，利用三极管的导通和截止来实现电路的通断功能，以及实现快速关断正控开关管的效果。

本示例中提供的一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，在保护板正常工作时，充电器可以正常充电的电路工作原理为，当外部驱动信号CO2为低电平时，第一电子开关管QY4的基极与发射极电压小于开启电压，第一电子开关管QY4处于截止状态，这时第二电子开关管QY3的基极电压等于发射极电压，第二电子开关管QY3也处于截止状态，正控开关管M1的控制端会通过第一电阻R125拉低，使得正控开关管M1导通，充电器可以正常给多串锂电池充电；当保护板发生异常，触发充电保护切断充电，快速关断的电路工作原理为，当触发保护时，外部驱动信号CO2切断，充电器的正极电压使第一电子开关管QY4导通，第一电子开关管QY4导通后第二电子开关管QY3也导通，充电器的正极电压通过第二电子开关管QY3通道正控开关管M1的控制端，使正控开关管M1截止断开不充电，同时正控开关管M1的结电容可以通过第二电子开关管QY3来释放，又因为第二电子开关管QY3导通的内阻小于几欧姆的级别，所以释放结电容很快，一般都是小于1MS，实现有效解决关断速度慢的问题，且自耗电也符合保护板自耗小的设计理念。

在一些示例中，开关电路还包括第三电阻RY6，第三电阻RY6的第一端用于连接第二电子开关管QY3的控制端，第三电阻RY6的第二端用于连接第一电子开关管QY4的第一端，提高电路的稳定性。

开关电路还包括第四电阻RY9，第四电阻RY9的第一端用于连接第一电子开关管QY4的第二端，第四电阻RY9的第二端用于连接第一电子开关管QY4的控制端，确保在没有输入电压时，第一电子开关管QY4的可靠截止。

开关电路还包括第五电阻RY8，第五电阻RY8的第一端用于连接第二电子开关管QY3的第二端，第五电阻RY8的第二端用于连接第一电子开关管QY4的控制端，提高电路的稳定性。

开关电路还包括第六电阻RY7，第六电阻RY7的第一端用于连接第二电子开关管QY3的控制端，第六电阻RY7的第二端用于连接第二电子开关管QY3的第二端，确保在没有输入电压时，第二电子开关管QY3的可靠截止。

当保护板发生异常，触发充电保护切断充电，快速关断的电路工作原理为，当触发保护时，外部驱动信号CO2切断，充电器的正极电压会通过第五电阻RY8给第一电子开关管QY4的基极与发射极一个导通电压和电流，使第一电子开关管QY4导通，第一电子开关管QY4导通后会通过第三电阻RY6把第二电子开关管QY3的基极电压拉低，使第二电子开关管QY3也导通，充电器的正极电压通过第二电子开关管QY3通道正控开关管M1的控制端，使正控开关管M1截止断开不充电，同时正控开关管M1的结电容可以通过第二电子开关管QY3来释放，又因为第二电子开关管QY3导通的内阻小于几欧姆的级别，所以释放结电容很快，一般都是小于1MS，实现有效解决关断速度慢的问题，且自耗电也符合保护板自耗小的设计理念。

综上所述，本实用新型提供的一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，在保护板发生异常时，充电器的正极电压会通过开关电路使正控开关管截止断开不充电，同时正控开关管的结电容可以通过开关电路来释放，解决了关断速度慢的问题，实现快速关断正控开关管，具有自耗电小和实用性强的优点。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

Claims (10)

1.一种多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，包括：

正控开关管；

开关电路，所述开关电路的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述开关电路的控制端用于连接外部驱动信号；

充电器，所述充电器的正极用于连接所述开关电路的第二端和所述正控开关管的第一端，所述充电器的负极接地；

多串锂电池，所述多串锂电池的正极用于连接所述正控开关管的第二端，所述多串锂电池的负极接地；

第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，所述第一电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端。

2.根据权利要求1所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述正控开关管为P型MOS管。

3.根据权利要求2所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，还包括第二电阻，所述第二电阻的第一端用于连接所述正控开关管的第一端，所述第二电阻的第二端用于连接所述正控开关管的控制端。

4.根据权利要求3所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，还包括第一稳压管，所述第一稳压管与所述第二电阻并联连接。

5.根据权利要求1所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述开关电路包括第一电子开关管和第二电子开关管，所述第一电子开关管的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第一电子开关管的第二端接地，所述第一电子开关管的控制端连接外部驱动信号，所述第二电子开关管的第一端用于连接所述正控开关管的控制端，所述第二电子开关管的第二端用于连接所述正控开关管的第一端。

6.根据权利要求5所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述第一电子开关管和所述第二电子开关管均为三极管。

7.根据权利要求6所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述开关电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第三电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的第一端。

8.根据权利要求6所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述开关电路还包括第四电阻，所述第四电阻的第一端用于连接所述第一电子开关管的第二端，所述第四电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的控制端。

9.根据权利要求6所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述开关电路还包括第五电阻，所述第五电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的第二端，所述第五电阻的第二端用于连接所述第一电子开关管的控制端。

10.根据权利要求6所述的多串锂电池保护板正控开关管快速关断电路，其特征在于，所述开关电路还包括第六电阻，所述第六电阻的第一端用于连接所述第二电子开关管的控制端，所述第六电阻的第二端用于连接所述第二电子开关管的第二端。